排水沟设计规范

GB/T 16453.4─1996前言本标准系列共分四项：第一项《水土保持综合治理规划通则》，第二项《水土保持综合治理技术规范》，第三项《水土保持综合治理验收规范》，第四项《水土保持综合治理效益计算方法》。

本标准是上述系列中的第二项。

本项标准包括6个标准：GB/T 16453.1─1996 水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术GB/T 16453.2─1996 水土保持综合治理技术规范荒地治理技术GB/T 16453.3─1996 水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术GB/T 16453.4─1996 水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程GB/T 16453.5─1996 水土保持综合治理技术规范风沙治理技术GB/T 16453.6─1996 水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术本标准是GB/T 16453.4，包括坡面小型蓄排工程、路旁、沟底小型蓄引工程和引洪漫地工程三篇内容。

本标准系列的四项出版后，将全部代替1988年出版的中华人民共和国水利电力部部颁标准SD 238─87《水土保持技术规范》。

本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。

本标准负责起草单位：水利部水土保持司。

参加起草单位：黄河水利委员会黄河上中游管理局、黄河水利委员会农村水利水土保持局、长江水利委员会水土保持局、松辽水利委员会农田水利处、珠江水利委员会农田水利处、海河水利委员会农田水利处淮河水利委员会农田水利处。

本标准主要起草人：郭廷辅、刘万铨、廖纯艳、胡玉法、苏仲仁、宁堆虎、徐传早、佟伟力、鲁胜力。

第一篇坡面小型蓄排工程1 范围本篇规定了防治坡面水土流失的截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等坡面小型蓄排工程的规划、设计、施工、管理的技术要求。

本篇适用于南方多雨地区。

北方部分雨量较多、坡面径流较大的土石山区和丘陵区，也可参照使用。

2 基本规定2.1 坡面小型蓄水工程，应与坡耕地治理中的梯田、保水保土耕作等措施、荒地治理中造林育林、种草育草等措施紧密结合，配套实施。

2.2 在坡耕地治理的规划中，应将坡面小型蓄排工程与梯田、保水保土耕作法等措施统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨时能保护梯田区和保土耕作区的安全。

同时，小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑梯田和保水保土耕作减少径流泥沙的作用。

2.3 在荒地治理的规划中，应将坡面小型蓄排工程与造林育林、种草育草统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨中保护林草措施的安全。

同时，小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑造林育林和种草育草减少径流泥沙的作用。

2.4 坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。

3 规划3.1 总体布局在进行坡耕地或荒地治理规划的基础上，坡面小型蓄排工程应进行专项总体布局，合理地布设截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等四项主要建筑物，构成完整的防御体系。

3.2 截水沟的布设原则3.2.1 当坡面下部是梯田或林草，上部是坡耕地或荒坡时，应在其交界处布设截水沟。

3.2.2 当无措施坡面的坡长太大时，应在此坡面增设几道截水沟。

增设截水沟的间距一般20～30m，应根据地面坡度、土质和暴雨径流情况，通过设计计算具体确定。

3.2.3 蓄水型截水沟基本上沿等高线布设，排水型截水沟应与等高线取1％～2％的比降。

3.2.4 当截水沟不水平时，应在沟中每5～10m修一高20～30cm的小土，防止冲刷。

3.2.5 排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相接，并在连接外作好防冲措施。

3.3 排水沟的布设原则3.3.1 排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端，用以排除截水沟不能容纳的地表径流。

排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。

3.3.2 排水沟在坡面上的比降，根据其排水去处（蓄水池或天然排水道）的位置而定，当排水出口的位置在坡脚时，排水沟大致与坡面等高线正交布设；当排水去处的位置在坡面时，排水沟可基本沿等高线或与等高线斜交布设。

各种布设都必须作好防冲措施（铺草皮或石方衬砌）。

3.3.3 梯田区两端的排水沟，一般与坡面等高线正交布设，大致与梯田两端的道路同向。

一般土质排水沟应分段设置跌水。

排水沟纵断面可采取与梯田区大断面一致，以每台田面宽为一水平段，以每台田坎高为一跌水，在跌水处做好防冲措施（铺草皮或石方衬砌）。

3.4 蓄水池与沉沙池的布设原则3.4.1 蓄水池一般布设在坡脚或坡面局部低凹处，与排水沟（或排水型截水沟）的终端相连，以容蓄坡面排水。

3.4.2 蓄水池的分布与容量，根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则，因地制宜具体确定。

一个坡面的蓄排工程系统可集中布设一个蓄水池，也可分散布设若干蓄水池。

单池容量从数百立方米到数万立方米不等。

3.4.3 蓄水池的位置，应根据地形有利、岩性良好（无裂缝暗穴、砂砾层等）、蓄水容量大、工程量小，施工方便等条件具体确定。

3.4.4 沉沙池一般布设在蓄水池进水口的上游附近。

排水沟（或排水型截水沟）排出的水量，先进入沉沙池，泥沙沉淀后，再将清水排入池中。

3.4.5 沉沙池的具体位置，根据当地地形和工程条件确定，可以紧靠蓄水池，也可以与蓄水池保持一定距离。

4 设计4.1 截水沟设计4.1.1 暴雨径流设计4.1.1.1 防御暴雨标准，按10年一遇24h最大降雨量。

4.1.1.2 坡面径流量与土壤侵蚀量的确定。

根据水土保持试验站的小区径流观测资料，或查阅当地水文手册。

在上述设计频率暴雨下，不同坡度、不同土质、不同植被的坡面，应采用不同的暴雨径流量与土壤侵蚀量。

以一次暴雨径流模数W m （m3/hm2）和年均土壤侵蚀模数Ms（t/hm2）表示。

4.1.2 截水沟断面设计4.1.2.1 蓄水型截水沟断面设计。

4.1.2.1.1 每道截水沟的容量（V）按式（1）计算：V=Vw +V s………………………………………………（1）式中：V──截水沟容量，m3；Vw──一次暴雨径流量，m3；Vs──1～3年土壤侵蚀量，m3。

Vs的计量单位，根据各地土壤的容重，由吨折算为立方米（下同）。

4.1.2.1.2 V w和V s值按式（2）计算：V w =M w×F…………………………………………（2）V s =3M s×F…………………………………………（3）式中：F──截水沟的集水面积，hm2；Mw──一次暴雨径流模数，m3/hm2；m s──一年土壤侵蚀模数，m3/hm2。

4.1.2.1.3 根据V值计算截水沟断面面积（A1）：A 1=V/L………………………………………………（4）式中：A1──截水沟断面面积，m2；L──截水沟长度，m。

4.1.2.1.4 截水沟断面要素的确定：截水沟由半挖半填作成梯形断面，其断面要素、符号、常用数值，如表1所示。

表 1 截水沟断面要素常用数值m m0.3～0.5 0.4～ 0.6 1∶11∶1.54.1.2.2 排水型截水沟断面设计有两种情况，分别采取不同断面。

4.1.2.2.1 多蓄少排型。

暴雨产生的坡面径流大部蓄于沟中，只排除不能容蓄的小部。

断面尺寸基本上参照蓄水型截水沟，沟底应取1％左右的比降。

4.1.2.2.2 少蓄多排型。

暴雨产生的坡面径流小部蓄于沟中，大部排入蓄水池。

断面尺寸基本上参照排水沟的断面设计（见4.1.3），同时应取2％左右的比降。

4.1.3 排水沟断面设计4.1.3.1 排水沟断面A2。

根据设计频率暴雨坡面最大径流量，按明渠均匀流公式计算：………………………………………（5）式中：A2──排水沟断面面积，m2；Q──设计坡面最大径流量，m3/s；C──谢才系数；R──水力半径，m；i──排水沟比降。

4.1.3.2 Q值的计算：Q=F/6（Lr -L p）……………………………………………（6）式中：Q──设计最大流量，m3/s；Ir──设计频率10min最大降雨强度，mm/min；Ip──相应时段土壤平均入渗强度，mm/min；F──坡面汇水面积，hm2。

4.1.3.3 R值的计算：R=A2/x……………………………………………（7）式中：R──水力半径，m；A2──排水沟断面面积，m2；x──排水沟断面湿周，m。

4.1.3.4 C值的计算：……………………………………………（8）式中：n──糙度，土质排水沟一般取0.025左右。

4.1.3.5 上述设计中应考虑排水沟的不冲不淤流速，尽量减少沟道冲淤（参见17.3.1与17.3.2）。

4.1.4 蓄水池设计4.1.4.1 蓄水池容量设计4.1.4.1.1 蓄水池总容量按式（9）计算：V=K（Vw +V s）……………………………………………（9）式中：V──蓄水池容量，m3；Vw──设计频率暴雨径流量，m3；Vs──设计清淤年（n年）累计泥沙淤积量，m3；K──安全系数，取1.2～1.3。

4.1.4.1.2 V w值与V s值的计算分两种情况：a）蓄水池在坡面小型蓄排工程系统之中，与坡面排水沟终端相连，并以沟中排水为其主要水源时，其V w值与V s值根据排水沟的设计排水量和淤积量计算。

b）蓄水池不在坡面小型蓄排工程系统中，需独立计算暴雨径流量时，采用式（10）、式（11）计算V w与V s值。

V w =M w F…………………………………………（10）V s =3M s F…………………………………………（11）式中：M w──设计频率一次暴雨径流模数，m3/hm2；Ms──一年的侵蚀模数，m3/hm2；F──蓄水池的集水面积，hm2。

4.1.4.2 蓄水池主要建筑物设计4.1.4.2.1 池体设计。

根据当地地形和总容量V，因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。

4.1.4.2.2 进水口和溢洪口设计。

石料衬砌的蓄水池，衬砌中应专设进水口与溢洪口；土质蓄水池的进水口和溢洪口，应进行石料衬砌。

一般口宽40～60cm，深30～40cm。

并用矩形宽顶堰流量公式校核过水断面。

……………………………………（12）式中：Q──进水（或溢洪）最大流量，m3/s；M──流量系数，采用0.35；g──重力加速度，9.81，m/s2；b──堰顶宽（口宽），m；h──堰顶水深，m。

4.1.4.2.3 引水渠设计。

当蓄水池进口不是直接与坡面排水渠终端相连时，应布设引水渠，其断面与比降设计，可参照坡面排水沟的要求执行。

4.1.5 沉沙池设计4.1.5.1 池体尺寸设计。

沉沙池为矩形，宽1～2m，长2～4m，深1.5～2.0m。

要求其宽度为排水沟宽度的2倍，长度为池体宽度的2倍，并有适当深度，以利于水流入池后能缓流沉沙。

4.1.5.2 沉沙池的进水口和出水口，参照蓄水池进水口尺寸设计，并应作好石料（或沙浆砌砖或混凝土板）衬砌。

5 施工5.1 截水沟与排水沟的施工5.1.1 根据规划截水沟与排水沟的布置路线进行施工放样，定好施工线。